DE102018117703A1 - Electric drive for a vehicle with a multi-branched transmission oil cooling circuit - Google Patents
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Abstract
Bei Elektrofahrzeugen werden Elektromotoren zur Erzeugung des Antriebsmoments verwendet. Dabei ist es möglich, dass die Elektrofahrzeuge als reine Elektrofahrzeuge ausgebildet sind, welche ausschließlich ein oder mehrere Elektromotoren zum Antrieb verwenden, oder dass diese als Hybridfahrzeuge ausgebildet sind, welche parallel einen Verbrennungsmotor und einen Elektromotor als Antriebsmotor nutzen.Es wird ein elektrischer Antrieb 1 für ein Fahrzeug 2 vorgeschlagen mit einem Elektromotor 4, wobei der Elektromotor 4 einen Stator 6, einen Rotor 5 und eine Rotorwelle 7 aufweist, mit einem Getriebeabschnitt 8, wobei die Rotorwelle 7 einen Eingang in den Getriebeabschnitt 8 bildet, mit mindestens einer Abtriebswelle 11, wobei die Abtriebswelle 11 einen Ausgang aus dem Getriebeabschnitt 8 bildet und, wobei die Rotorwelle 7 und die Abtriebswelle 11 jeweils als eine Hohlwelle ausgebildet sind und die Abtriebswelle 11 in der Rotorwelle 7 geführt ist, so dass sich zwischen der Abtriebswelle 11 und der Rotorwelle 7 zumindest abschnittsweise ein Rotorringraum 13 ausbildet, mit einem Gehäuse 16, wobei das Gehäuse 16 einen Motorgehäuseabschnitt 17 und einen Getriebegehäuseabschnitt 18 aufweist, wobei in dem Motorgehäuseabschnitt 17 ein Kühlmantelbereich 19 zur Kühlung des Stators 6 ausgebildet ist und wobei in dem Getriebegehäuseabschnitt 18 ein Ölsumpfbereich 21 für ein Getriebeöl ausgebildet ist, mit einer Ölpumpe 22 zur Förderung des Getriebeöls in einem Getriebeölkühlkreis, wobei der Getriebeölkühlkreis von dem Ölsumpfbereich 21 in die Abtriebswelle 11 verläuft, wobei die Abtriebswelle 11 mindestens einen Ölausgang aufweist, und wobei die Abtriebswelle 11 einen Abtriebswellenrotorausgang 25 als einen ersten Ölausgang und einen vorderen Abtriebswellengetriebeausgang 32 als einen zweiten Ölausgang aufweist.In electric vehicles, electric motors are used to generate the drive torque. It is possible that the electric vehicles are designed as pure electric vehicles that only use one or more electric motors for driving, or that they are designed as hybrid vehicles that use an internal combustion engine and an electric motor as the driving motor in parallel a vehicle 2 proposed with an electric motor 4, the electric motor 4 having a stator 6, a rotor 5 and a rotor shaft 7, with a gear section 8, the rotor shaft 7 forming an input into the gear section 8, with at least one output shaft 11, wherein the output shaft 11 forms an output from the gear section 8 and, wherein the rotor shaft 7 and the output shaft 11 are each formed as a hollow shaft and the output shaft 11 is guided in the rotor shaft 7, so that there is at least in sections between the output shaft 11 and the rotor shaft 7 forms a rotor ring space 13 with one In the housing 16, the housing 16 having a motor housing section 17 and a transmission housing section 18, a cooling jacket region 19 for cooling the stator 6 being formed in the motor housing section 17 and an oil sump region 21 for a transmission oil being formed in the transmission housing section 18 with an oil pump 22 for conveying the transmission oil in a transmission oil cooling circuit, the transmission oil cooling circuit running from the oil sump area 21 into the output shaft 11, the output shaft 11 having at least one oil outlet, and the output shaft 11 having an output shaft rotor output 25 as a first oil output and a front output shaft transmission output 32 as one second oil output.
Description
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Antrieb mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The invention relates to an electric drive with the features of the preamble of claim 1.
Bei Elektrofahrzeugen werden Elektromotoren zur Erzeugung des Antriebsmoments verwendet. Dabei ist es möglich, dass die Elektrofahrzeuge als reine Elektrofahrzeuge ausgebildet sind, welche ausschließlich ein oder mehrere Elektromotoren zum Antrieb verwenden, oder dass diese als Hybridfahrzeuge ausgebildet sind, welche parallel einen Verbrennungsmotor und einen Elektromotor als Antriebsmotor nutzen.In electric vehicles, electric motors are used to generate the drive torque. It is possible that the electric vehicles are designed as pure electric vehicles that use only one or more electric motors for driving, or that they are designed as hybrid vehicles that use an internal combustion engine and an electric motor as the drive motor in parallel.
Auch bei den Elektromotoren ist es notwendig, die Abwärme, die bei der Umwandlung von elektrischer Energie in Bewegungsenergie erzeugt wird, abzutransportieren, um den Antrieb in einem vorgegebenen Temperaturbereich betreiben zu können. Ferner ist es notwendig, ein Getriebe, welches dem Elektromotor nachgeschaltet ist, zu schmieren sowie ebenfalls Wärme, welche durch Reibung und andere Verlustprozesse in dem Getriebe entsteht, abzuführen.In the case of electric motors, too, it is necessary to remove the waste heat that is generated during the conversion of electrical energy into kinetic energy in order to be able to operate the drive in a predetermined temperature range. Furthermore, it is necessary to lubricate a transmission which is connected downstream of the electric motor and also to dissipate heat which arises from friction and other loss processes in the transmission.
Von den Verbrennungsmotoren ist es bereits bekannt, das Getriebe über Ölkühlkreisläufe zu schmieren und zu kühlen. Ferner ist es bekannt, die Zylinder der Verbrennungsmotoren über Kühlkreisläufe mit einem Kühlfluid ergänzend zu kühlen.It is already known from internal combustion engines to lubricate and cool the transmission via oil cooling circuits. It is also known to additionally cool the cylinders of the internal combustion engines using cooling circuits with a cooling fluid.
Die Druckschrift
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen elektrischen Antrieb für ein Fahrzeug mit einem Getriebeölkühlkreis vorzuschlagen, welcher eine effektive Kühlung des elektrischen Antriebs ermöglicht. Diese Aufgabe wird durch einen elektrischen Antrieb mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.It is an object of the present invention to propose an electric drive for a vehicle with a transmission oil cooling circuit, which enables effective cooling of the electric drive. This object is achieved by an electric drive with the features of claim 1. Preferred or advantageous embodiments of the invention result from the subclaims, the following description and the attached figures.
Gegenstand der Erfindung ist ein elektrischer Antrieb, welcher für ein Fahrzeug geeignet und/oder ausgebildet ist. Bei dem Fahrzeug kann es sich insbesondere um einen Personenkraftwagen, Lastkraftwagen, Bus etc. handeln. Das Fahrzeug kann als ein Hybridfahrzeug ausgebildet sein, bevorzugt ist dieses jedoch als ein reines Elektrofahrzeug ausgebildet, welches das vollständige Antriebsmoment über einen oder mehrere Elektromotoren erhält. Besonders bevorzugt ist der elektrische Antrieb als eine elektrische Achse ausgebildet, welche das von einem Elektromotor erzeugte Antriebsmoment umsetzt und auf zwei angetriebene Räder des Fahrzeugs verteilt. Optional kann das Fahrzeug auch zwei derartige elektrische Achsen aufweisen. Alternativ hierzu ist der elektrische Antrieb als ein Radnabenmotor ausgebildet, welcher genau einem angetriebenen Rad zugeordnet ist. Es ist auch möglich, dass der elektrische Antrieb als ein elektrisches Antriebsmodul realisiert ist, welches einen Bestandteil in einem Antriebsstrang für ein Hybridfahrzeug bildet.The invention relates to an electric drive which is suitable and / or designed for a vehicle. The vehicle can in particular be a passenger car, truck, bus, etc. The vehicle can be designed as a hybrid vehicle, but it is preferably designed as a pure electric vehicle, which receives the full drive torque via one or more electric motors. The electric drive is particularly preferably designed as an electric axle, which converts the drive torque generated by an electric motor and distributes it to two driven wheels of the vehicle. Optionally, the vehicle can also have two such electrical axles. As an alternative to this, the electric drive is designed as a wheel hub motor, which is assigned to exactly one driven wheel. It is also possible for the electrical drive to be implemented as an electrical drive module which forms a component in a drive train for a hybrid vehicle.
Der elektrische Antrieb weist einen Elektromotor auf, wobei der Elektromotor einen Stator, einen Rotor und eine Rotorwelle aufweist. Insbesondere ist der Rotor als ein Innenläufer ausgebildet. Im Speziellen ist der Elektromotor als ein permanenterregter Synchronmotor ausgebildet. Insbesondere bildet der Elektromotor den einzigen Antriebsmotor des elektrischen Antriebs.The electric drive has an electric motor, the electric motor having a stator, a rotor and a rotor shaft. In particular, the rotor is designed as an inner rotor. In particular, the electric motor is designed as a permanently excited synchronous motor. In particular, the electric motor forms the only drive motor of the electric drive.
Ferner weist der elektrische Antrieb einen Getriebeabschnitt auf, wobei die Rotorwelle einen Eingang in den Getriebeabschnitt bildet. Der Getriebeabschnitt ist ausgebildet, das Antriebsmoment von dem Elektromotor umzusetzen, insbesondere zu übersetzen oder zu untersetzen, und/oder zu verteilen, insbesondere auf zwei Abtriebswellen zu verteilen. Optional weist der Getriebeabschnitt einen Schaltbereich auf, so dass unterschiedliche Übersetzungen in dem Getriebeabschnitt dargestellt werden können. Der Schaltbereich kann eine Kupplungsanordnung zum Umschalten des Schaltbereichs in verschiedene Übersetzungen aufweisen. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der elektrische Antrieb als ein eingängiger Antrieb, also mit einer einzigen Umsetzung realisiert.Furthermore, the electric drive has a gear section, the rotor shaft forming an input into the gear section. The gear section is designed to convert the drive torque from the electric motor, in particular to translate or step it down, and / or to distribute it, in particular to distribute it over two output shafts. Optionally, the gear section has a shift range so that different gear ratios can be represented in the gear section. The shift range can have a clutch arrangement for switching the shift range into different translations. In a preferred embodiment of the invention, the electric drive is implemented as a one-way drive, that is to say with a single implementation.
Der elektrische Antrieb weist mindestens eine Abtriebswelle auf, vorzugsweise weist dieser zwei Abtriebswellen auf, wobei die zwei Abtriebswellen zu den angetriebenen Rädern führen und/oder koaxial zueinander angeordnet sind. Die mindestens eine Abtriebswelle bildet einen Ausgang aus dem Getriebeabschnitt, um das umgesetzte Antriebsmoment zu dem angetriebenen Rad zu führen.The electric drive has at least one output shaft, preferably this has two output shafts, the two output shafts leading to the driven wheels and / or being arranged coaxially to one another. The at least one output shaft forms an output from the gear section in order to guide the converted drive torque to the driven wheel.
Die Rotorwelle und die Abtriebswelle sind jeweils zumindest abschnittsweise oder vollständig als eine Hohlwelle ausgebildet, wobei die Abtriebswelle in der Rotorwelle geführt ist und bevorzugt beidseitig über die Rotorwelle übersteht. Der Raum zwischen der Abtriebswelle und der Rotorwelle bildet zumindest abschnittsweise einen Rotorringraum. Eine Ringbreite des Rotorringraums ist in einem axialen Bereich des Stators ubd/oder Rotors mit einer ersten Breite ausgeführt und geht dann in Richtung des Getriebeabschnitts in eine zweite Breite über, wobei die zweite Breite bevorzugt kleiner als die erste Breite ausgeführt ist. In dieser bevorzugten Ausgestaltung befindet sich ein größeres Volumen in dem Bereich des Rotors, so dass die Wärmekapazität erhöht und dadurch die Kühlleistung verbessert ist.The rotor shaft and the output shaft are each formed at least in sections or completely as a hollow shaft, the Output shaft is guided in the rotor shaft and preferably protrudes on both sides of the rotor shaft. The space between the output shaft and the rotor shaft forms a rotor ring space at least in sections. A ring width of the rotor ring space is designed in an axial region of the stator ubd / or rotor with a first width and then merges into a second width in the direction of the gear section, the second width preferably being smaller than the first width. In this preferred embodiment there is a larger volume in the area of the rotor, so that the heat capacity is increased and the cooling capacity is thereby improved.
Der elektrische Antrieb weist ein Gehäuse auf, wobei das Gehäuse zumindest einen Motorgehäuseabschnitt zur Aufnahme des Elektromotors und einen Getriebegehäuseabschnitt zur Aufnahme von Getriebekomponenten und/oder des Getriebeabschnitts aufweist. In dem Motorgehäuseabschnitt ist ein Kühlmantelbereich zur Kühlung des Stators vorgesehen. Der Kühlmantelbereich ist koaxial und/oder konzentrisch zu dem Elektromotor angeordnet. Vorzugsweise ist der Kühlmantelbereich mit dem Stator in einem unmittelbaren und/oder körperlichen Kontakt, um den Stator und damit den Elektromotor zu kühlen. Der Kühlmantelbereich ist vorzugsweise als eine Kühlhülse ausgebildet. Der Kühlmantelbereich ist von einem Kühlfluid durchflossen, wobei das Kühlfluid bevorzugt auf einer Wasserbasis und/oder Alkoholbasis basiert. In dem Getriebegehäuseabschnitt ist ein Ölsumpfbereich angeordnet, welches zum Sammeln von Getriebeöl in dem Getriebegehäuseabschnitt dient. Der Ölsumpfbereich kann beispielsweise als ein Trockensumpfbereich oder als Nasssumpfbereich ausgebildet sein. Insbesondere ist der Ölsumpfbereich so angeordnet, dass dieser Getriebeöl, welches von den Getriebekomponenten abläuft, sammelt.The electric drive has a housing, the housing having at least one motor housing section for receiving the electric motor and a transmission housing section for receiving transmission components and / or the transmission section. A cooling jacket area for cooling the stator is provided in the motor housing section. The cooling jacket area is arranged coaxially and / or concentrically with the electric motor. The cooling jacket area is preferably in direct and / or physical contact with the stator in order to cool the stator and thus the electric motor. The cooling jacket area is preferably designed as a cooling sleeve. A cooling fluid flows through the cooling jacket area, the cooling fluid preferably being based on water and / or alcohol. An oil sump area is arranged in the gear housing section, which serves to collect gear oil in the gear housing section. The oil sump area can be designed, for example, as a dry sump area or as a wet sump area. In particular, the oil sump area is arranged in such a way that this gear oil, which runs off the gear components, collects.
Ferner weist der elektrische Antrieb eine Ölpumpe zur Förderung des Getriebeöls auf. Das Getriebeöl wird in einem Getriebeölkühlkreis gefördert, welcher zumindest von dem Ölsumpfbereich in die Abtriebswelle, also in einen Hohlwellenbereich der Abtriebswelle verläuft. Bevorzugt ist die Ölpumpe in dem Getriebegehäuseabschnitt angeordnet und pumpt das Getriebeöl von dem Ölsumpfbereich entlang an dem Kühlmantelbereich in die Abtriebswelle. Der Übergang von dem Gehäuse in die Abtriebswelle erfolgt bevorzugt durch eine Drehdurchführung. Für einen Ölauslass weist die Abtriebswelle mindestens einen Ölausgang auf.Furthermore, the electric drive has an oil pump for conveying the transmission oil. The gear oil is conveyed in a gear oil cooling circuit which runs at least from the oil sump area into the output shaft, that is, into a hollow shaft area of the output shaft. The oil pump is preferably arranged in the transmission housing section and pumps the transmission oil from the oil sump region along the cooling jacket region into the output shaft. The transition from the housing to the output shaft is preferably carried out by means of a rotating union. For an oil outlet, the output shaft has at least one oil outlet.
Es wird vorgeschlagen, dass die Abtriebswelle einen Abtriebswellenrotorausgang als einen ersten Ölausgang aufweist. Der Abtriebswellenrotorausgang verbindet das Innere der als Hohlwelle ausgebildeten Abtriebswelle mit dem Rotorringraum strömungstechnisch. Insbesondere ist der Abtriebswellenrotorausgang als eine oder mehrere Durchgangsöffnungen in der Abtriebswelle ausgebildet. Das aus dem Abtriebswellenrotorausgang austretende Getriebeöl tritt in den Rotorringraum ein und kühlt über die Rotorwelle den Rotor.It is proposed that the output shaft have an output shaft rotor output as a first oil output. The output shaft rotor output fluidically connects the interior of the output shaft, which is designed as a hollow shaft, with the rotor ring space. In particular, the output shaft rotor output is designed as one or more through openings in the output shaft. The gear oil emerging from the output shaft rotor outlet enters the rotor ring space and cools the rotor via the rotor shaft.
Ferner weist die Abtriebswelle einen vorderen Abtriebswellengetriebeausgang als einen zweiten Ölausgang auf. Der vordere Abtriebswellengetriebeausgang ist bevorzugt als eine oder mehrere Durchgangsöffnungen in der Abtriebswelle ausgebildet und ermöglicht einen Austritt des Getriebeöls im Bereich eines vorderen Getriebebereichs. Das aus dem Abtriebswellengetriebeausgang austretende Getriebeöl wird in den vorderen Getriebebereich geleitet und kühlt und/oder schmiert Getriebekomponenten in dem vorderen Getriebebereich.Furthermore, the output shaft has a front output shaft transmission output as a second oil output. The front output shaft transmission output is preferably designed as one or more through openings in the output shaft and enables the transmission oil to exit in the region of a front transmission region. The gear oil emerging from the output shaft gear output is directed into the front gear area and cools and / or lubricates gear components in the front gear area.
Es ist dabei eine Überlegung der Erfindung, dass durch eine insbesondere statische und/oder konstruktiv vorgegebene Verteilung des Getriebeöls zwischen dem Rotorringraum und dem vorderen Getriebebereich und etwaigen weiteren Getriebebereichen eine einfache, platzsparende und störunanfällige Lösung gefunden ist, um den elektrischen Antrieb effektiv zu kühlen und zu schmieren. Die Lösung besticht insbesondere durch die Einfachheit, da die Verteilung des Getriebeöls auf den Rotorringraum bzw. den Getriebebereich oder die Getriebebereiche durch die Größe der Ölausgänge einfach und dauerhaft statisch und/oder konstruktiv eingestellt werden kann.It is a consideration of the invention that a simple, space-saving and fault-prone solution is found through a particularly static and / or constructively predetermined distribution of the transmission oil between the rotor ring space and the front transmission area and any other transmission areas in order to effectively cool the electrical drive and to lubricate. The solution particularly impresses with its simplicity, since the distribution of the gear oil to the rotor ring space or the gear area or the gear areas can be set simply and permanently statically and / or constructively by the size of the oil outlets.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung verläuft der Getriebeölkühlkreis von dem Abtriebswellenrotorausgang durch den Rotorringraum über einen rotorseitigen Rotorwellendurchgang und einen Bypass zu dem Ölsumpfbereich. Der rotorseitige Rotorwellendurchgang ist als eine oder mehrere Durchgangsöffnungen in der Rotorwelle ausgebildet. Damit wird das Getriebeöl, welches bei dem Durchgang durch den Rotor erwärmt wurde, an den Getriebekomponenten von dem Getriebeabschnitt über dem Bypass vorbei geleitet, so dass das erwärmte Getriebeöl in einem zu den Getriebekomponenten und/oder zu dem Getriebeabschnitt parallelen ersten Zweig des Getriebeölkühlkreises in den Ölsumpfbereich geführt wird.In a preferred development of the invention, the transmission oil cooling circuit runs from the output shaft rotor outlet through the rotor ring space via a rotor-side rotor shaft passage and a bypass to the oil sump area. The rotor-side rotor shaft passage is designed as one or more passage openings in the rotor shaft. The transmission oil, which was heated during the passage through the rotor, is thus guided past the transmission components from the transmission section via the bypass, so that the heated transmission oil in a first branch of the transmission oil cooling circuit parallel to the transmission components and / or to the transmission section Oil sump area is guided.
Nachdem die Rotorwelle rotiert wird der rotorseitige Rotorwellendurchgang mit rotiert. Es ist daher bevorzugt, dass der elektrische Antrieb einen rotorseitigen Getrieberingraum aufweist, wobei der rotorseitige Getrieberingraum den rotorseitigen Rotorwellendurchgang, unabhängig von der Winkelstellung der Rotorwelle, strömungstechnisch mit dem Bypass verbindet.After the rotor shaft rotates, the rotor-side rotor shaft passage is also rotated. It is therefore preferred that the electric drive has a rotor-side gear ring space, the rotor-side gear ring space fluidly connecting the rotor-side rotor shaft passage to the bypass, regardless of the angular position of the rotor shaft.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung verläuft der Getriebeölkühlkreis von dem vorderen Abtriebswellengetriebeausgang über einen vorderen Rotorwellendurchgang über einen vorderen Getriebebereich des Getriebeabschnitts zu dem Ölsumpfbereich. Das Getriebeöl wird somit zunächst axial in der Abtriebswelle geführt, tritt über den vorderen Abtriebswellengetriebeausgang aus, durchquert die Rotorwelle durch den vorderen Rotorwellendurchgang und wird auf diese Weise in den vorderen Getriebebereich des Getriebeabschnitts geführt. In dem vorderen Getriebebereich sind Getriebekomponenten angeordnet, welche durch das Getriebeöl, welches durch den vorderen Rotorwellendurchgang austritt, geschmiert und/oder gekühlt wird. Das von den Getriebekomponenten in dem vorderen Getriebebereich ablaufende Getriebeöl wird in dem Ölsumpfbereich gesammelt. Damit wird das Getriebeöl in dem Getriebeölkühlkreis über einen zweiten Zweig, welcher abschnittsweise parallel zu dem ersten Zweig ausgeführt ist, zu dem Ölsumpfbereich geführt.In a preferred development of the invention, the transmission oil cooling circuit runs from the front output shaft transmission output via a front rotor shaft passage via a front transmission region of the transmission section to the oil sump region. The gear oil is thus initially guided axially in the output shaft, exits through the front output shaft gear output, crosses the rotor shaft through the front rotor shaft passage, and is thus guided into the front gear area of the gear section. Gear components are arranged in the front gear area, which are lubricated and / or cooled by the gear oil which emerges through the front rotor shaft passage. The transmission oil draining from the transmission components in the front transmission area is collected in the oil sump area. The gear oil in the gear oil cooling circuit is thus led to the oil sump area via a second branch, which is partially parallel to the first branch.
Bei einer bevorzugten Konkretisierung der Erfindung weist der elektrische Antrieb einen vorderen Getrieberingraum auf, wobei der vordere Getrieberingraum den vorderen Rotorwellendurchgang strömungstechnisch mit dem vorderen Getriebebereich verbindet.In a preferred embodiment of the invention, the electric drive has a front transmission annulus, the front transmission annulus fluidically connecting the front rotor shaft passage to the front transmission region.
Bei einer bevorzugten konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung weist der elektrische Antrieb einen Ölleitring auf wobei der Ölleitring auf der Rotorwelle aufgesetzt ist. Der Ölleitring trennt den rotorseitigen Getrieberingraum von dem vorderen Getrieberingraum ab. Beispielsweise ist der Ölleitring als ein Kunststoffbauteil oder als ein Blechbauteil ausgebildet.In a preferred constructive embodiment of the invention, the electric drive has an oil guide ring, the oil guide ring being placed on the rotor shaft. The oil guide ring separates the rotor-side gear ring space from the front gear ring space. For example, the oil guide ring is designed as a plastic component or as a sheet metal component.
Bei einer bevorzugten Realisierung der Erfindung weist der rotorseitige Rotorwellendurchgang zwei Ausgangsöffnungen auf, welche, insbesondere deren Mittelpunkte, in einer gemeinsamen ersten Längsschnittebene liegen, in der auch eine Hauptachse des elektrischen Antriebs liegt. Es ist weiter bevorzugt vorgesehen, dass der vordere Rotorwellendurchgang ebenfalls zwei Ausgangsöffnungen aufweist wobei die Ausgangsöffnungen, insbesondere deren Mittelpunkte, in einer gemeinsamen zweiten Längsschnittebene liegen. Die erste und die zweite Längsschnittebene sind senkrecht zueinander angeordnet. Alternativ oder ergänzend ist vorgesehen, dass die Ausgangsöffnungen des vorderen Rotorwellendurchgangs gegenüber den Ausgangsöffnungen des rotorseitigen Rotorwellendurchgangs um 90° verdreht sind. Auf diese Weise wird eine Schwächung der Abtriebswelle vermieden und zudem eine Unwucht der Abtriebswelle verringert. Insbesondere ist die strömungstechnische Verteilung in der Rotorwelle verbessert, so dass die Schmierung und/oder Kühlung des elektrischen Antriebs verbessert ist.In a preferred implementation of the invention, the rotor-side rotor shaft passage has two exit openings which, in particular their center points, lie in a common first longitudinal sectional plane in which a main axis of the electric drive also lies. It is further preferably provided that the front rotor shaft passage likewise has two exit openings, the exit openings, in particular their center points, lying in a common second longitudinal section plane. The first and the second longitudinal section plane are arranged perpendicular to each other. As an alternative or in addition, it is provided that the outlet openings of the front rotor shaft passage are rotated by 90 ° with respect to the outlet openings of the rotor-side rotor shaft passage. In this way, a weakening of the output shaft is avoided and an imbalance of the output shaft is also reduced. In particular, the fluidic distribution in the rotor shaft is improved, so that the lubrication and / or cooling of the electric drive is improved.
Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist die Abtriebswelle einen hinteren Abtriebswellengetriebeausgang als einen dritten Ölausgang auf, wobei der Getriebeölkühlkreis von dem hinteren Abtriebswellengetriebeausgang über einen hinteren Getriebebereich zu dem Ölsumpfbereich führt. Damit wird das von dem hinteren Getriebebereich erwärmte Getriebeöl in einem zu dem ersten und/oder zu dem zweiten Zweig parallelen dritten Zweig in den Ölsumpfbereich geführt.In a preferred development of the invention, the output shaft has a rear output shaft transmission output as a third oil output, the transmission oil cooling circuit leading from the rear output shaft transmission output via a rear transmission region to the oil sump region. The transmission oil heated by the rear transmission region is thus guided into the oil sump region in a third branch parallel to the first and / or to the second branch.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist der vordere Getriebebereich einen ersten Planetenträger und ein Zwischensonnenrad als Getriebekomponenten auf, wobei das Zwischensonnenrad auf dem ersten Planetenträger drehfest angeordnet ist. Das Zwischensonnenrad bildet einen Eingang in den hinteren Getriebebereich, insbesondere zu den Getriebekomponenten des hinteren Getriebebereichs. Das Zwischensonnenrad bildet einen hinteren Getrieberingraum aus, wobei der hintere Getrieberingraum strömungstechnisch zwischen dem hinteren Abtriebswellengetriebeausgang und dem hinteren Getriebebereich angeordnet ist. Der hintere Getrieberingraum ist durch das Zwischensonnenrad und/oder dem ersten Planetenträger strömungstechnisch von dem vorderen Getriebebereich getrennt. Damit weist der elektrische Antrieb den vorderen Getrieberingraum, den rotorseitigen Getrieberingraum und den hinteren Getrieberingraum zur Verteilung des Getriebeöls in die drei parallelen Zweige des Getriebeölkühlkreises auf.In a preferred embodiment of the invention, the front gear region has a first planet carrier and an intermediate sun gear as gear components, the intermediate sun gear being arranged on the first planet carrier in a rotationally fixed manner. The intermediate sun gear forms an entrance to the rear gear area, in particular to the gear components of the rear gear area. The intermediate sun gear forms a rear gear ring space, the rear gear ring space being arranged between the rear output shaft gear output and the rear gear area in terms of flow. The rear gear ring space is fluidically separated from the front gear area by the intermediate sun gear and / or the first planet carrier. The electric drive thus has the front gear ring space, the rotor-side gear ring space and the rear gear ring space for distributing the gear oil into the three parallel branches of the gear oil cooling circuit.
Bei einer bevorzugten konstruktiven Umsetzung ist der vordere Getriebebereich als eine Übersetzungsstufe und der hintere Getriebebereich als eine Differentialstufe ausgebildet. Insbesondere ist die Übersetzungsstufe als eine Planetenstufe realisiert. Die Differentialstufe ist besonders bevorzugt als eine Planetendifferentialstufe realisiert. Bei anderen Ausgestaltungen der Erfindung kann der elektrische Antrieb auch schaltbar sein, so dass zwischen dem Elektromotor und der Differentialstufe eine Schaltstufe optional ergänzend mit einer Kupplung oder Doppelkupplung angeordnet ist.In a preferred constructive implementation, the front gear area is designed as a transmission stage and the rear gear area is designed as a differential stage. In particular, the translation stage is implemented as a planetary stage. The differential stage is particularly preferably implemented as a planetary differential stage. In other configurations of the invention, the electric drive can also be switchable, so that a switching stage is optionally arranged with a clutch or double clutch between the electric motor and the differential stage.
Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie der beigefügten Figuren. Diese zeigen:
-
1 eine schematische Längsschnittdarstellung eines elektrischen Antriebs als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung; -
2 eine schematische dreidimensionale Darstellung eines Details in der1 .
-
1 is a schematic longitudinal sectional view of an electric drive as an embodiment of the invention; -
2 is a schematic three-dimensional representation of a detail in the1 ,
Die
Die elektrische Achse
Der elektrische Antrieb
Der elektrische Antrieb
Der elektrische Antrieb
In einem Bodenbereich des Getriebegehäuseabschnitts
Ausgehend von dem Ölsumpfbereich
Im Inneren der Abtriebswelle
Der Ölleitring
Ausgehend von dem rotorseitigen Getrieberingraum
Ein anderer Teil des Getriebeöls wird entlang eines zweiten Zweigs geführt. Hierbei durchquert dieser Teil des Getriebeöls in der Abtriebswelle
Der vordere Abtriebswellengetriebeausgang
Die Rotorwelle
Nach dem Durchtritt durch die Rotorwelle
Der vordere Getriebebereich
Ein weiterer Teil des zunächst noch gekühlten Getriebeöls wird entlang eines dritten Zweiges geführt. Es passiert in axialer Richtung in der Abtriebswelle
Der hintere Getriebebereich
Durch das Sonnenrad
Die Leistung und Effizienz des Elektromotors
Bisherige Konzepte sehen u.a. eine Zufuhr des Kühlmittels (Wasser/Glycol-Mischung oder ungekühltes Getriebe-Öl) in die Rotorwelle
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- elektrischer Antriebelectric drive
- 22
- Fahrzeugvehicle
- 3a, b3a, b
- angetriebene Räderdriven wheels
- 44
- Elektromotorelectric motor
- 55
- Rotorrotor
- 66
- Statorstator
- 77
- Rotorwellerotor shaft
- 88th
- Getriebeabschnittgear section
- 99
- vorderer Getriebebereichfront gear area
- 1010
- hinterer Getriebebereichrear gear area
- 1111
- Abtriebswelleoutput shaft
- 1212
- weitere Abtriebswellefurther output shaft
- 1313
- RotorringraumRotor annulus
- 1414
- erste Rotorlagerungfirst rotor bearing
- 1515
- zweite Rotorlagerungsecond rotor bearing
- 1616
- Gehäusecasing
- 1717
- MotorgehäuseabschnittMotor housing portion
- 1818
- GetriebegehäuseabschnittTransmission case portion
- 1919
- KühlmantelbereichCooling jacket area
- 2020
- Kanälechannels
- 2121
- ÖlsumpfbereichOil sump area
- 2222
- Ölpumpeoil pump
- 2323
- Radialkanalradial channel
- 2424
- DrehdurchführungRotary union
- 25 25
- AbtriebswellenrotorausgangOutput shaft rotor output
- 2626
- rotorseitiger Rotorwellendurchgangrotor-side rotor shaft passage
- 2727
- rotorseitiger Getrieberingraumrotor-side gear annulus
- 2828
- Ölleitringoil guide ring
- 2929
- hohlzylindrischer Anlageabschnitthollow cylindrical contact section
- 3030
- Kragenabschnittcollar section
- 3131
- Bypassbypass
- 3232
- vorderer Abtriebswellengetriebeausgangfront output shaft transmission output
- 3333
- vordere Rotorwellendurchgangfront rotor shaft passage
- 3434
- vordere Getrieberingraumfront gear annulus
- 3535
- erstes Sonnenradfirst sun gear
- 3636
- erster Planetenträgerfirst planet carrier
- 3737
- erster Satz Planetenfirst set of planets
- 3838
- ZwischensonnenradZwischensonnenrad
- 3939
- hinterer Abtriebswellengetriebeausgangrear output shaft transmission output
- 4040
- zweiter Planetenträgersecond planet carrier
- 4141
- Satz TripelplanetenwelleSet of triple planetary waves
- 42a,b42a, b
- AusgangssonnenräderOutput sun gears
- 4343
- hinterer Getrieberingraum rear gear annulus
- HH
- Hauptachsemain axis
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 102011007255 A1 [0005]DE 102011007255 A1 [0005]
Claims (10)
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DE102018117703.8A DE102018117703A1 (en) | 2018-07-23 | 2018-07-23 | Electric drive for a vehicle with a multi-branched transmission oil cooling circuit |
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Cited By (2)
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---|---|---|---|---|
CN113175518A (en) * | 2020-01-24 | 2021-07-27 | 丰田自动车株式会社 | Cooling device for electric engine |
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DE102011007255A1 (en) | 2011-04-13 | 2012-10-18 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Drive device with a coolable rotor assembly |
-
2018
- 2018-07-23 DE DE102018117703.8A patent/DE102018117703A1/en active Pending
Patent Citations (1)
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CN113175518B (en) * | 2020-01-24 | 2024-04-09 | 丰田自动车株式会社 | Cooling device for electric engine |
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